Retroviridae

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Retroviridae est une famille de virus, qui regroupe les genres suivant : Lentivirus et Retrovirus . Ce sont des virus à ARN monocaténaires (un seul brin), de polarité positive, infectant les vertébrés. Ils se distinguent notamment par la présence d'une enzyme virale : la transcriptase inverse (TI, voire aussi RT pour reverse transcriptase) qui rétro-transcrit leur génome d'ARN en ADN pour être intégré par la suite dans le génome de la cellule. La TI a la particularité de commettre relativement facilement des erreurs, ce qui fait que certains rétrovirus ont une grande variabilité génétique. Les Retroviridae disposent d'un fort pouvoir oncogène.

Le virus de l'immunodéficience humaine (VIH), responsable du Sida, est un rétrovirus. Par sa grande variabilité il est très compliqué pour les chercheurs d'élaborer un vaccin, car les protéines de la capside (GP120 et GP41) mutent constamment.

Morphologie[modifier | modifier le code]

Ce sont des virus enveloppés de 110 à 125 nanomètres. Leur enveloppe est issue de la dernière cellule infectée car la prolifération se fait par bourgeonnement. Elle est enrichie par des protéines d'enveloppes spécifiques codées par le gène env du virus. Autour de l'ARN se trouve la capside. Le génome est diploïde, les deux brins monocaténaires d'ARN sont reliés par des ponts hydrogènes à leur extrémité 5'.

Pour pouvoir s'intégrer dans le génome de la cellule hôte et synthétiser ses protéines virales via la machinerie cellulaire qui est bicaténaire la transcriptase inverse va synthétiser les deuxièmes brins manquant pour donner un ADN et non plus un ARN. Le brin d'ARN étant monocaténaire, des erreurs de transcription surviennent fréquemment (il n'y a pas de contrôle possible à l'aide du nucléotide complémentaire) ; si certaines aboutissent à un ADN improductif, d'autres sont viables et engendrent des mutants qui peuvent éventuellement différer par leur signature antigénique. Cette grande variabilité rend difficile la vaccination.

Organisation du génome[modifier | modifier le code]

Le génome se décompose en différentes régions, ayant chacune un rôle bien défini. Orienté de 5' vers 3' :

  • La séquence R : il s'agit d'une séquence répétée qui sert à former la première fibre d'ADN négative en permettant le premier saut réplicatif.
  • U5 : une région unique qui joue un rôle dans la terminaison de la synthèse d'ARN viral.
  • Séquence Leader : elle contient 2 parties
    • SD : le site donneur d'épissage pour l'ARN subgénomique.
    • Ψ : le signal d'empaquetage de l'ARN génomique, c'est-à-dire l'encapsidation.
  • PBS : pour Primer Binding Site, c'est le site d'attache de l'amorce pour la synthèse du brin d'ADN complémentaire par la TI. Le PBS est associé à un ARNt.

Puis, suivent les trois gènes de structure :

Enfin, la dernière région :

  • PBS : c'est le site d'attache de l'amorce pour la synthèse du brin d'ADN positive par la TI.
  • U3 : contient le promoteur et l'enhancer pour la transcription du génome, ainsi que le signal de polyadénylation de l'ARN.
  • Séquence R

Oncogenèse[modifier | modifier le code]

Certains Rétrovirus possèdent en plus, un oncogène. Cet oncogène code une protéine de transformation. Cette protéine confère aux virus un fort pouvoir de transformation leur permettant d'induire très rapidement (quelques semaines) après l'infection, des tumeurs. Les protéines oncogéniques peuvent être de différentes natures :

  • protéines impliquées dans l’activité enzymatique :

pp60 src (RSV), c'est une protéine kinase membranaire régulant le fonctionnement de nombreuses protéines.

  • analogues de facteurs de croissance cellulaire ou de leurs récepteurs :
    • Sis : analogue muté du PDGF, Sis se fixe sur le récepteur du PDGF.
    • Erb : analogue muté du récepteur à l’EGF.
  • protéines fixant la GTP :

Ras (active la voie des MAP Kinases)

  • protéines à activité nucléaire :

Myc, Myb, Fos, sont des facteurs de transcription impliqués dans la prolifération cellulaire.

Classification[modifier | modifier le code]

Phylogénie des rétrovirus

On classe les rétrovirus en deux grandes catégories :

  • les rétrovirus exogènes, qui ne sont pas présents naturellement dans l'organisme et qui ont donc besoin de l'infecter pour effectuer leur cycle de réplication et ainsi produire des virions.
  • les rétrovirus endogènes, dont le matériel génétique est présent au sein même du génome de l'organisme, mais qui n'est généralement pas exprimé.

Exogène[modifier | modifier le code]

Seul les rétrovirus exogènes sont formellement classifiés par l'International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) [1] et sont regroupés dans deux sous-familles :

  • orthoretrovirinae
  • spumaretrovirinae

Ces deux sous-familles comprennent au total sept genres : Alpharetrovirus, Betaretrovirus, Gammaretrovirus, Deltaretrovirus, Epsilonretrovirus, Lentivirus et Spumavirus.

Selon un aspect infectieux, les rétrovirus sont classés dans trois catégories :

  • les cinq genres de rétrovirus les plus anciennement connues (tous ceux appartenant à la sous-famille orthoretrovirinae à l'exception des lentivirus) induisent des leucémies et des cancers chez les organismes infectés, ils sont oncogènes et on les appelle également des oncovirus
  • les lentivirus, dont fait partie le VIH détruisent généralement les cellules qu'elles infectent, ils sont cytopathogènes
  • pour l'instant on ne connaît aucune maladie induite par les spumavirus

Endogène[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Rétrovirus endogène.

L'ADN de toutes les espèces, mammifères y compris, sans doute depuis des millions d'années, comporte des génomes viraux laissés par des virus, probablement à l'occasion d'une infection de cellules germinales puis éternellement dupliqués avec l'ADN, de génération en génération. Ces rétrovirus endogènes peuvent être présents en très grand nombre dans les génomes, où ils sont présents à de multiples exemplaires. Ils appartiennent à ce qu'on appelle les répétitions dispersées. Le génome humain contient environ 450 000 exemplaires de rétrovirus endogènes, plus ou moins délétés ou mutés depuis leur insertion dans la lignée germinale humaine[2].

L'expression des gènes des rétrovirus endogènes est normalement inhibée par une protéine spécialisée dite « KAP1 », dès le début de l'embryogenèse [3].
L'étude des rétrovirus endogènes est d'enjeu médical, car ils peuvent être source de diverses maladies (dont cancers) quand leur génome est exprimé, malgré les protections naturelles mises en place au cours de l'évolution.

Histoire[modifier | modifier le code]

Dès le début le caractère oncogène des rétrovirus a été observé. C'est ainsi qu'en 1908 le virus de la leucémie aviaire (ALV) a été transmis d'un poulet à un autre par les Danois Vilhelm Ellerman et Oluf Bang après transfert de tissus infectés. En 1911 c'est au tour de Peyton Rous de mettre en évidence le virus du sarcome de Rous (RSV), qui contrairement à l'ALV, induit une tumeur quelques semaines après l'infection, contre plusieurs mois pour l'ALV [4].

Mais il faudra attendre plus de quarante ans pour observer un rétrovirus chez les mammifères avec la découverte du virus de la leucémie murine (MLV) en 1957 par Ludwig Gross et enfin 1981 pour la découverte du HTLV-1 par Robert Gallo, faisant de ce virus le premier rétrovirus humain identifié. Très rapidement d'autres virus sont identifiés : HTLV-2 en 1982 et surtout le VIH en 1983.

La découverte de ce dernier et la pandémie que l'on connaît depuis, a poussé les institutions de recherches publiques et privées, ainsi que l'industrie pharmaceutique, à faire des rétrovirus les virus les plus étudiés au monde. Une nouvelle classe d'antiviraux a été mis au point s'attaquant à des particularités des rétrovirus et sont appelés antirétroviraux.

Perspective pour la recherche scientifique[modifier | modifier le code]

Des manipulations génétiques ont montré que l'on pouvait utiliser des rétrovirus pour amener des gènes particuliers dans une cellule humaine. Les chercheurs espèrent ainsi introduire dans l'ADN de personnes atteintes de déficiences génétiques héréditaires les gènes qui leur font défaut. On pourrait ainsi infecter positivement un organisme humain et le guérir de maladies génétiques. Une maîtrise totale de ces techniques pourrait à long terme permettre de réintroduire dans le génome humain, les gènes déficients communs à l'espèce humaine comme ceux permettant de synthétiser certaines vitamines (vitamine C par exemple), les acides aminés essentiels, les acides gras essentiels. Ces nutriments devant, actuellement, être obligatoirement apportés par la nourriture.

Référence[modifier | modifier le code]

  1. (en) Family : Retroviridae, selon le International Committee on Taxonomy of Viruses
  2. (en) International Human Genome Sequencing Consortium, « Initial sequencing and analysis of the human genome. », Nature, vol. 409,‎ 2001, p. 820-921 (PMID 11237011)
  3. Helen M. Rowe, Johan Jakobsson, Daniel Mesnard, Jacques Rougemont, Séverine Reynard, Tugce Aktas, Pierre V. Maillard, Hillary Layard-Liesching, Sonia Verp, Julien Marquis, François Spitz, Daniel B. Constam & Didier Trono ; KAP1 controls endogenous retroviruses in embryonic stem cells ; Nature 463, 237-240 ; 2010/01/14 ; doi:10.1038/nature08674
  4. Sous la direction de Jean-Marie Huraux, Traité de virologie médicale, Éditions Estem,‎ 2003 (ISBN 2843712033), p. 83

Lien externe[modifier | modifier le code]